Солнечная энергетика является источником возобновляемой энергии чуть ли не с наибольшим потенциалом для развития, особенно в процессе совершенствования технологий. Ведь всего за 88 минут поверхность Земли получает от солнца 47 эксаджоулей энергии - объема потребляемого всей планетой за год. И лишь за 112 часов (меньше 5 суток) на Землю поступает столько же солнечной энергии, сколько можно получить из всех разведанных запасов нефти, газа, угля и других ископаемых источников на планете (36 зетта джоулей).
Если человечеству удастся развить технологии на столько, чтобы улавливать хотя бы одну тысячную часть энергии, поступающей на Землю от Солнца, оно получит доступ к использованию 6 раз большего объема энергии (в любой форме), чем используется сегодня.
Такие цифры в комбинации со стремительным удешевлением цены солнечных батарей (в долл./Вт мощности) позволят мировой энергетике за 20 лет покрыть от 50 до 100% мирового производства энергии за счет солнечной энергии и других возобновляемых источников.
Так, за последние 30 лет средняя стоимость производства солнечной энергии снизилась в 100 раз (с 76 долл/Вт в 1977 году до 0,74 долл/Вт в 2013 году). А несколько недель назад в Чили был установлен новый мировой рекорд самой низкой цены солнечной генерации - 0,029 долл./кВт-ч, что на 58% ниже, чем стоимость электроэнергии, сгенерированной на новой газовой электростанции.
Может ли солнечная энергия стать еще дешевле? По оценкам экспертов, если цена солнечной электроэнергии продолжит свой спад в текущем темпе, то до того времени, когда мощности солнечной энергетики утроятся (достигнут 600 ГВт, что ожидается в 2020 - 2021 гг.) ее цена будет вполовину ниже, чем цена «угольной или газовой» электроэнергии. Эксперты подчеркивают, что все прогнозы потенциальной экономии еще не включают факторов снижения загрязнения окружающей среды и его последствий.
Основной проблемой для развития солнечной энергетики является то, что ее выработка в течение суток не постоянна. Чтобы достичь указанных показателей, необходим прорыв в области систем аккумулирования энергии.
На сегодня развитие технологий в области систем хранения энергии можно охарактеризовать пятью трендами:
- Литий-ионные технологии. Стоимость литий-ионных батарей за последние 20 лет стремительно снижается. Так, лишь за период с 1990 по 2005 гг. цена литий-ионных аккумуляторов для потребителей упала на 90%, и с каждым годом продолжает падать. Снижение цены происходит в паре с увеличением емкости литий-ионных батарей - с 2000 года емкость батарей из расчета на каждые $100 их общей стоимости увеличилась в 11 раз.
- Масштабы производства. Строительство Гигафабрики по производству аккумуляторов для электромобилей Tesla Motors позволит снизить их цену до $100/кВт мощности уже к 2020 году. Эта отправная цена позволит снизить цену аккумуляторной электроэнергии до $0,11/кВт-ч, то эквивалентно тому, если заправить полный бак бензином за $9,35.
- Жидкие солевые аккумуляторы. Этот тип хранения энергии, который в лабораторных условиях может работать в течение 5 тыс. циклов перезарядки без потери эффективности, только выходит на рынок. Такой показатель долговечности использования батарей в 10 раз выше, чем у литий-ионных аккумуляторов.
- Хранилища энергии на сжатом воздухе. Развиваются компании, среди которых LightSail Energy, разрабатывающие физические компоненты для этой технологии. Они выдерживают по 10 тыс. циклов перезарядки.
- Регулирование суточного пользования энергией. Многие страны переходят на стимулирование за счет более низких тарифов использования больших объемов энергии в ночные часы, когда спрос невысок. Так, тарифы на электроэнергию, использованную глубокой ночью, могут быть в два раза ниже, чем на электроэнергию, использованную в пиковый период потребления - во второй половине дня и ранним вечером.
Эксперты прогнозируют, что в ближайшем будущем произойдет массовый переход на комбинированное энергообеспечение, когда потребители будут пользоваться различными аккумулирующими системами, электроснабжением от электромобилей и солнечных установок, и переключатся между ними в зависимости условий от потребностей.
В следующие двадцать лет, по прогнозам экспертов, электромобили станут самыми дешевыми и широко используемыми транспортными средствами. Так, к 2030 году электромобили с запасом хода в 200 миль (320 км) станут дешевле самого дешевого автомобиля с ДВС, проданного в США в 2015 году.
Первопричиной снижения цен электромобилей является то, что они по своей природе являются более простыми устройствами - обладают лишь 10% подвижных частей бензиновых машин - то есть их дешевле строить и дешевле обслуживать. Все крупные автопроизводители уже объявили о собственных разработках электрических авто. Так, за 5 лет количество электрических моделей выросло с 2 в 2010 году до 25 в 2015.
К примеру, Tesla Motors несколько месяцев назад вывела на рынок новый электрокар стоимостью $35 тыс., на который получила более 400 тыс. предзаказов общей стоимостью 14 млрд долл. Ford в свою очередь вложил $4,5 млрд в развитие электромобилей, и к 2020 году намерен выпустить 13 гибридных и полностью электрических моделей.
Параллельное развитие солнечной энергетики, систем аккумулирования и электрического индивидуального транспорта формирует тройной удар по традиционному устройству энергетического сектора. Поэтому развитие технологий аккумулирования энергии, направленное на реализацию огромного потенциала, которым обладает солнечная энергетика, позволит обеспечить дешевой и «чистой» энергией практически все население земли.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
